2019年国产首套超导质子回旋加速器进入集成测试阶段,通过该设备可以将质子的能量加速到230MeV,质子被引出后射入人体,当到达病灶的瞬间,释放大量能量,实现对癌细胞的精准清除,不损伤人体正常细胞,是癌症患者的福音。回旋加速器的原理如图,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,接在电压为U、周期为T的交流电源上,位于D2圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略,重力不计),质子在两盒之间被电场加速,D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。已知质子的电量为q、质量为m,忽略质子在电场中运动的时间,不考虑加速过程中的相对论效应,下列说法正确的是( )
A.交流电源的周期
B.质子第一次进入D1盒与第一次进入D2盒的半径之比为1:2
C.质子在电场中加速的次数为
D.若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大
高二物理多选题困难题
2019年国产首套超导质子回旋加速器进入集成测试阶段,通过该设备可以将质子的能量加速到230MeV,质子被引出后射入人体,当到达病灶的瞬间,释放大量能量,实现对癌细胞的精准清除,不损伤人体正常细胞,是癌症患者的福音。回旋加速器的原理如图,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,接在电压为U、周期为T的交流电源上,位于D2圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略,重力不计),质子在两盒之间被电场加速,D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。已知质子的电量为q、质量为m,忽略质子在电场中运动的时间,不考虑加速过程中的相对论效应,下列说法正确的是( )
A.交流电源的周期
B.质子第一次进入D1盒与第一次进入D2盒的半径之比为1:2
C.质子在电场中加速的次数为
D.若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大
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回旋加速器D形盒中央为质子流,D形盒的交流电压为U,静止质子经电场加速后,进入D形盒,其最大轨道半径为R,磁场的磁感应强度为B,质子质量为m.求:
(1)质子最初进入D形盒的动能多大;
(2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大;
(3)交流电源的频率是多少.
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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用该加速器给质量为m、电荷量为q的质子加速,狭缝间交变电场的电压为U、周期为T,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,忽略质子通过盒缝的时间。下列说法正确的有( )
A.交变电场的周期为T=
B.增加电压U可以增加质子离开出口的动能
C.题知条件不变,该加速器可以直接用来加速氘核
D.增加电压U可以缩短质子在回旋加速器中的运动时间
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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好被电压为U的电场加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出 。下列说法正确的是( )
A.若加速电压U越高,质子的能量E将越大。
B.若D形盒半径R越大,质子的能量E将越大。
C.若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越长。
D.若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越短。
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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出 。下列说法正确的是
A.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高, 质子的能量E将越大
B.磁感应强度B不变,若加速电压U不变, D形盒半径R越大、质子的能量E将越大
C.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越长
D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越短
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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出.下列说法正确的是( )
A.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的能量E将越大
B.磁感应强度B不变,若加速电压U不变,D形盒半径R越大、质子的能量E将越大
C.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越长
D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越短
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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出。下列说法正确的是
A.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的能量E将越大
B.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越长
C.磁感应强度B不变,若加速电压U不变,D形盒半径R越大、质子的能量E将越大
D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越短
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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出。下列说法正确的是( )
A. D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将不变。
B. D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越长。
C. D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子飞出D形盒的动能EK将越大。
D. 磁感应强度B不变,若加速电压U不变, D形盒半径R越大、质子飞出D形盒的动能EK将越大
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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出.下列说法正确的是
A.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的能量E将越大
B.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越长
C.磁感应强度B不变,若加速电压U不变,D形盒半径R越大、质子的能量E将越大
D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越短
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